機械化采煤工作面支護技術(shù)探討

任紅飛 趙文龍

【摘 要】眾所周知，當(dāng)前煤礦企業(yè)在煤炭開采過程中面臨的地質(zhì)條件和施工環(huán)境越來越復(fù)雜，只有合理應(yīng)用巷道支護技術(shù)，才能保證井下作業(yè)人員的安全和煤炭開采質(zhì)量，文章重點分析了巷道支護技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用類型以及應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦;工作面;支護技術(shù);應(yīng)用

1、引言

煤炭開采行業(yè)存在的危險性較高，巷道掘進工作的風(fēng)險性尤為高，所以，采煤工作面具體開展相關(guān)作業(yè)過程中，需要應(yīng)用多種高實效性支護方式，才可能避免塌方等事故發(fā)生。近年來，煤礦企業(yè)對巷道掘進工作的重視程度越來越高，并在具體施工過程中應(yīng)用各種類型支護技術(shù)，有效提升了采煤工作面的穩(wěn)定性和安全性。

2、幾種工作面巷道支護技術(shù)應(yīng)用介紹

2.1預(yù)留煤柱支護技術(shù)

該技術(shù)是最為傳統(tǒng)的巷道頂板支護方式，其通常指在巷道下區(qū)段和上區(qū)段中間部位進行支護的一種方式，操作便捷性相對較高。通過合理應(yīng)用該技術(shù)進行支護，可提升巷道的通風(fēng)及排水能力。該技術(shù)的主要弊端是投資成本較高。此外，在實際應(yīng)用中，若承擔(dān)支護作用的煤柱發(fā)生損壞問題，則整個工作面的安全性將大幅降低。

2.2可縮性支架支護技術(shù)

該技術(shù)是當(dāng)今巷道掘進頂板支護作業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一，此技術(shù)應(yīng)用的可縮性支架具有雙向性特點，其多應(yīng)用在Ⅲ類巷道支護施工中。相關(guān)實踐表明，該支架承受的荷載和承壓能力均較強，對其做好有效應(yīng)用，將有助于大幅提升采煤工作面的安全和穩(wěn)定性。

2.3錨桿支護技術(shù)

對于錨桿支護技術(shù)來說，起到關(guān)鍵性支護作用的主要包括錨固劑的使用和支護構(gòu)件托板。在支護過程中，通過調(diào)整扭矩螺母，可以加大托板受到的壓力，從而使圍巖受到的應(yīng)力發(fā)生變化，有效規(guī)避巖石出現(xiàn)裂隙現(xiàn)象。

2.4砌碹支護技術(shù)

應(yīng)用砌碹支護技術(shù)的主要目的是為了支護圍巖表面，一般情況下被應(yīng)用在巷道特殊位置。該技術(shù)的應(yīng)用難度并不高，但應(yīng)用費用較高，其在支護過程中使用的材料類型要求比較嚴苛，各種材料參數(shù)都必須進行嚴格控制。這些嚴格要求和高成本導(dǎo)致該項技術(shù)的應(yīng)用存在局限性，不建議在一些規(guī)模小的礦山中使用。

3、煤礦井下應(yīng)用巷道支護技術(shù)過程中存在的問題分析

在使用巷道支護技術(shù)進行施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，例如圍巖發(fā)生變化，圍巖主體被破壞，圍巖遇水膨脹，發(fā)生不良形變等，這些問題都會影響到支護材料的結(jié)構(gòu)，更有甚者可能會引發(fā)嚴重的冒頂事故。導(dǎo)致上述情況出現(xiàn)的原因主要包括以下兩點：一是當(dāng)工作面施工區(qū)域的地質(zhì)條件相對比較好，那么在應(yīng)用支護技術(shù)的時候難度就會降低，反之，如果該施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，那么會大大影響掘進施工的效率，拖延速度，這樣一來自然就會影響到支護技術(shù)的應(yīng)用。二是施工工藝對支護技術(shù)造成的影響。例如在進行巷道掘進施工過程中，通常會同時使用錨噴支護技術(shù)及爆破技術(shù)，在此期間，爆破裝藥量需要嚴格控制，炮眼布置必須準確，由于上述操作都需要通過工作人員來完成，一旦出現(xiàn)誤差，必然會影響到錨噴支護技術(shù)的使用。

4、煤礦工作面巷道支護技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化措施研究

4.1選擇正確支護方式

在實施井下掘進施工時，比較常見的支護技術(shù)主要有上文提到過的幾種類型，具體選擇哪種技術(shù)類型，需要根據(jù)巷道種類、圍巖強度及圍巖的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來確定。一個正確的巷道支護技術(shù)能大大提升施工效率。因此，在確認應(yīng)用的技術(shù)類型之前，首先要確定巷道的真實情況，然后再視情況進行選擇，比如，當(dāng)圍巖強度不足，需要進行強化時，就必須使用錨桿支護技術(shù)來進行施工。而對于穩(wěn)定性良好的巷道類型，則可以使用棚式支護技術(shù)。

4.2要結(jié)合施工現(xiàn)場制定科學(xué)的支護施工方案

施工方案對于施工的整個過程來說至關(guān)重要，有了施工方案才能明確施工人員的具體工作方向。如果施工方案不夠合理，那么必然會影響到后續(xù)的支護施工工作。為此制定一個合理、可靠的施工方案是非常必要的，在制定方案之前，方案設(shè)計人員必須要到達現(xiàn)場進行實地勘察，詳細記錄勘察細節(jié)，深入了解圍巖的實際狀態(tài)與特性，如此一來才能制定出最為合理的支護施工方案。

4.3強化支架強度協(xié)調(diào)釋壓及讓壓

煤礦井下巷道掘進施工結(jié)束以后，產(chǎn)生位移及形變問題的可能性較高，為了避免此類問題的出現(xiàn)，應(yīng)重視采取掘進初期柔性作用較高、后期剛性作用較高的支護手段，有助于避免出現(xiàn)上述問題的可能性，進而促使巷道整體穩(wěn)定性和完整性，減少后期支護設(shè)備返修的次數(shù)和幾率。同時，要重視圍巖釋壓及讓壓的協(xié)調(diào)性，對促進支架強度的提升存在積極影響，促使巷道支護結(jié)構(gòu)的支護實效性提升，使得圍巖可以經(jīng)由變形的方式有效的釋放壓力，有助于提高頂板支護的質(zhì)量。

4.4提高工作面巷道頂板承載能力

要確保巷道掘進施工前各項準備工作的質(zhì)量，具體而言，經(jīng)由有效分析煤礦巷道圍巖的礦壓觀測數(shù)據(jù)及力學(xué)性質(zhì)的方式，合理挑選和應(yīng)用相應(yīng)的支護技術(shù)，同時，需要注重實施好關(guān)鍵位置的安全技術(shù)規(guī)劃設(shè)計操作，并應(yīng)確保巷道具有較高的光滑度及平整度，促使圍巖的穩(wěn)定性提升，加快煤巖層的松動，確保頂板承載力，以促使支護體結(jié)構(gòu)及圍巖的實效性充分發(fā)揮出來。

4.5建立行之有效的支護技術(shù)監(jiān)管制度

一個科學(xué)、合理的工作制度，能夠確保工作人員井然有序的工作，因此，要合理應(yīng)用支護技術(shù)，相關(guān)管理人員必須要建立一個科學(xué)健全的技術(shù)應(yīng)用監(jiān)管制度。只有這樣才能時刻對支護系統(tǒng)實施監(jiān)管，及時掌握各方面信息，通過對獲取數(shù)據(jù)進行細致分析，一方面能夠準確預(yù)測圍巖的基本情況，還可遠程跟蹤巷道支護技術(shù)的應(yīng)用狀態(tài)。從中發(fā)現(xiàn)問題解決問題，不斷提升支護技術(shù)施工水平。

4.6其他有效策略

煤礦井下巷道掘進頂板支護工作極易由于外界各種因素的影響產(chǎn)生質(zhì)量問題，可經(jīng)由如下幾種方式開展高質(zhì)量監(jiān)督管理操作的方式避免：一是要提升作業(yè)人員培訓(xùn)質(zhì)量。工作人員的專業(yè)素質(zhì)及施工能力可對相關(guān)工作的整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此，相關(guān)企業(yè)利用注重有效開展人員的培訓(xùn)及教育工作，積極利用多種合理的手段，強化人員對相關(guān)知識及技能的掌握，有助于更好的確保工作進度及效率。二是要創(chuàng)建完善的安全監(jiān)管體系，并要求各工作人員嚴格依照體系規(guī)定開展各環(huán)節(jié)工作，有助于提早發(fā)現(xiàn)及解決問題，大幅降低具體支護施工過程中出現(xiàn)各種安全隱患的可能性，對促進支護施工質(zhì)量的提升及更好維護施工人員的生命財產(chǎn)安全都具有重要作用。

5、結(jié)語

當(dāng)前，伴隨著煤礦開采力度增加，煤礦巷道掘進過程可能受到客觀因素影響，受到外界應(yīng)力作用，加劇圍巖破碎、變形，不僅影響到巷道掘進效率，還會威脅到巷道生產(chǎn)安全。因此，結(jié)合實際情況選擇合理的支護技術(shù)，提升煤礦掘進巷道支護效果，對提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益意義重大。

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（作者單位：冀中能源峰峰集團萬年礦）